이종금속 레이저 용접, 조합보다 이음 형태가 먼저입니다

알루미늄 브래킷에 스테인리스 부시를 붙여야 하는데, 아르곤으로 몇 번 해 보니 비드가 서는 것 같다가 식으면서 경계가 툭 갈라집니다. 동 단자에 니켈 탭을 붙이는 일도 비슷합니다. 같은 재질끼리 멀쩡하게 붙던 조건이 재질이 섞이면 전혀 다른 문제가 됩니다. 현장에서는 레이져 용접으로 넘어오면 해결되는지를 가장 많이 물어오시는데, 조합에 따라 답이 갈립니다.

직답: 이종금속 레이저 용접은 열을 좁은 폭에만 넣을 수 있어 같은 조건을 반복하기 쉽고, 섞이는 양을 줄이는 쪽으로 설계하면 아르곤보다 유리해지는 조합이 있습니다. 다만 모든 조합이 되는 것은 아니고, 어느 조합이 되는지는 재질명만으로 판정하지 않습니다. 모모아이(대구 성서공단, 레이저 장비·임가공)는 실제 시편으로 조건을 찾아 결과를 회신드립니다 — 📞 1544-0898 / 📧 momoilaser@naver.com.

왜 재질이 섞이면 갈라지나

단일 소재 용접은 같은 금속이 녹아 다시 굳습니다. 이종 접합은 성질이 다른 두 금속이 용융지 안에서 섞이면서, 모재 어느 쪽과도 다른 단단하고 잘 깨지는 조직이 경계에 생깁니다. 이 조직이 두껍게 자라면 비드는 멀쩡해 보여도 굽힘이나 진동에서 그 층을 따라 떨어집니다. 이종 접합 균열의 상당수가 용접 중이 아니라 식은 뒤, 혹은 조립 후에 나오는 이유가 여기 있습니다.

두 번째 변수는 열물성입니다. 녹는 점, 열이 퍼지는 속도, 식으면서 줄어드는 양이 전부 다릅니다. 한쪽이 충분히 녹을 때 다른 쪽은 이미 과하게 녹아 있거나, 식는 동안 수축량 차이가 경계에 그대로 응력으로 남습니다.

그래서 이종 접합의 목표는 "잘 섞는 것"이 아니라 섞이는 양을 통제하는 것입니다. 이종금속 레이저 용접이 쓰이는 이유가 여기 있습니다. 열을 넣는 폭과 깊이를 좁게 잡을 수 있고, 초점을 한쪽으로 치우쳐 한 금속만 주로 녹이고 다른 쪽은 살짝 적시는 식의 설계가 가능합니다. 아르곤 용접과의 전반적인 차이는 레이저 용접과 아르곤 용접 비교에서 따로 다뤘습니다.

알루미늄 스테인리스 접합 — 가장 많이 물어오는 조합

알루미늄과 스테인리스는 녹는 점 차이가 크고, 경계에 생기는 조직이 잘 깨지는 쪽으로 자랍니다. 이종금속 레이저 용접으로 접근할 때 쓰는 방법은 대체로 두 가지입니다. 열을 스테인리스 쪽으로 몰고 알루미늄은 얇게만 적시는 겹치기 구성으로 가거나, 애초에 용접이 아닌 체결·리벳·접착으로 가는 쪽입니다.

이종금속 레이저 용접에서 저희가 조심하는 지점이 있습니다. 같은 "알루미늄 5천번대 + SUS304" 조합이라도 판 두께, 겹침 면적, 표면의 산화막·유분 상태, 치구가 눌러 주는 정도에 따라 결과가 눈에 띄게 갈립니다. 그래서 재질명과 두께만 듣고 "됩니다" 또는 "안 됩니다"를 드리지 않습니다. 알루미늄 쪽 단독 용접의 조건은 알루미늄 레이저 용접 편에 정리해 두었습니다.

동 니켈 용접처럼 반사와 열전도가 센 조합

동은 레이저를 잘 반사하고 열도 빠르게 가져갑니다. 니켈·니켈도금 탭과 동 단자를 붙이는 일은 배터리·전기 쪽에서 흔하지만, 같은 출력 설정으로 철을 붙이던 감각으로 접근하면 한쪽은 녹지 않고 한쪽은 터집니다. 겹치기 구성에서 얇은 쪽을 위로 두고 열을 그 층에서 끝내는 설계가 기본이 됩니다. 얇은 쪽에 구멍이 뚫리는 문제 자체는 박판 용접 구멍 편에서 따로 다뤘습니다.

K 시리즈 핸드헬드 레이저 용접기는 모델을 출력 숫자가 아니라 재질별 침투 심도로 구분합니다. 단일 소재 기준의 등재값은 아래와 같습니다.

이 표의 수치는 그 한 가지 소재를, 조건이 갖춰졌을 때 넣을 수 있는 최대 침투 심도입니다. 상시 생산 조건은 시편 테스트로 정합니다. 그리고 이종 조합에는 이 표를 그대로 대입하지 않습니다 — 두 재질이 섞이는 구간의 조건은 어느 한쪽의 심도값으로 결정되지 않기 때문입니다. 단일 소재 기준의 두께 판단은 레이저 용접 두께 편을, 기종 선택 기준 전반은 핸드헬드 레이저 용접기 완전 가이드를 보시면 됩니다.

이종 접합 균열을 줄이는 실무 순서

1. 이음 형태를 먼저 정합니다. 맞대기로 두 금속을 정면으로 섞을지, 겹치기로 한쪽에서 끝낼지에 따라 이후 조건이 전부 달라집니다. 이종 조합은 대체로 겹치기가 유리합니다.
2. 초점 위치를 치우칩니다. 두 금속의 경계 정중앙이 아니라, 녹는 점이 높은 쪽 또는 두꺼운 쪽으로 옮겨 섞이는 양을 줄입니다.
3. 입열을 짧게 끊습니다. 연속으로 길게 넣는 대신 짧게 반복해 경계 조직이 자랄 시간을 줄이는 방향입니다. K 시리즈는 연속·준연속·펄스 모드와 T-Mode를 전 기종 표준으로 쓰고, 재질·두께별 프리셋 152종을 선택해 들어갑니다.
4. 치구로 고정하고 뒷면을 받칩니다. 수축량 차이가 응력으로 남는 조합이라 고정이 느슨하면 식으면서 벌어집니다.
5. 시편으로 경계를 찾습니다. 붙는 조건과 무너지는 조건을 양쪽 다 찾아 기록해야 생산 조건이 됩니다.

레이저가 답이 아닌 경우도 말씀드립니다

갭이 크게 벌어진 이음, 살을 메워야 하는 이음은 레이저가 강점을 잃습니다. 공정 전체로 보면 체결이나 접착이 더 싸고 안정적인 조합도 있습니다. 시험 결과가 "이 조합은 용접으로 가지 않는 편이 낫다"로 나오면 그대로 말씀드립니다. 핸드헬드 레이저 용접의 일반적인 한계는 레이저 용접기 단점에 정리돼 있습니다.

자주 묻는 질문

Q. 조합만 알려드리면 가능 여부를 답해 주실 수 있나요? 재질명만으로는 답을 드리지 않습니다. 같은 조합도 두께·이음 형태·표면 상태에 따라 결과가 갈려서, 실물 시편으로 확인하는 쪽이 빠릅니다. 재질 두 가지와 두께, 이음 형태(맞대기인지 겹치기인지, 갭이 얼마나 벌어지는지, 살을 메워야 하는 이음인지)를 알려주시면 시험 가능한 범위부터 회신드립니다.

Q. 이종 접합은 강도가 모재만큼 나오나요? 모재와 같은 강도를 약속드리지 않습니다. 경계에 성질이 다른 조직이 생기는 접합이라 그 층이 약점이 되는 것이 정상입니다. 요구 하중을 먼저 정하고 그 하중을 버티는 이음 형태와 접합 면적을 찾는 순서로 갑니다.

Q. 대구·경북에서 이종 조합 시험을 맡길 수 있나요? 모모아이(대구 성서공단)는 대구·경북(구미·경산·칠곡·영천)은 방문 상담이 가능하고, 그 외 지역은 택배로 시편을 받아 결과를 회신드립니다. 📞 1544-0898 / 📧 momoilaser@naver.com

왜 모모아이에 전화하시면 되는지

저희는 장비만 파는 곳이 아니라 각인·마킹·커팅 임가공을 직접 하는 곳이라, 카탈로그 숫자가 아니라 실작업 기준으로 소재와 조건을 잡아드립니다. 장비는 도입 전에 쇼룸이나 방문 데모로 직접 보실 수 있고, 들이신 뒤에는 한국 직영 A/S와 장비 1년 무상 보증(소모품·사용자 과실 제외)으로 받습니다.

보유 설비(핸드헬드 레이저 용접기)로 가능한 범위에서, 보내주신 시편으로 시험 용접해 어느 조건에서 붙었고 어디서 무너졌는지 정리해 회신드립니다 — 가공은 무료, 왕복 택배비만 부담하시면 됩니다. 수량이 많은 건은 협의로 진행합니다. 도입 검토 단계의 시험이며, 생산 물량 용접 임가공은 접수하지 않습니다(상시 임가공으로 받는 품목은 각인·마킹·커팅입니다).

이종금속 레이저 용접은 "되는 재질 목록"으로 정리되는 주제가 아닙니다. 섞이는 양을 통제할 설계가 가능한지, 그리고 그 설계가 요구 하중을 버티는지가 전부입니다. 그 답은 시편 한 장이 가장 빠르게 알려줍니다. 모모아이(대구 성서공단, 레이저 장비·임가공) — 견적·상담: 📞 1544-0898 또는 📧 momoilaser@naver.com. 제품 사진과 수량만 보내주시면 당일 회신드립니다. (대구 성서공단, 방문 환영)